[发明专利]一种组合式超导复合导体及其制备方法

权利要求书

1.一种组合式超导复合导体，其特征在于，包括由内至外设置的铜骨架(1)、导体层(2)、绝缘层(3)和保护层(4)；其中，绝缘层(3)的厚度为采用交流电压与冲击电压计算得到的厚度中的最大值；

导体层(2)包括多层超导带材层，每层超导带材层沿铜骨架(1)长度方向按照绕制节距螺旋排列而成，每层超导带材的螺旋绕向角均不相等；

超导带材的层数N通过下式计算：

其中，I为组合式超导复合导体的传输电流，Ic为超导带材的临界电流，k₁为组合式超导复合导体磁场引起的临界电流的退化率，k₂为机械应变引起的超导带材临界电流的衰减率，k₃为热循环引起的超导带材临界电流的退化率，k₄为组合式超导复合导体设计的裕度系数。

2.根据权利要求1所述的一种组合式超导复合导体，其特征在于，铜骨架(1)为铜绞线或波纹管；保护层(4)为波纹管。

3.根据权利要求1所述的一种组合式超导复合导体，其特征在于，铜骨架(1)为铜绞线时，铜绞线的截面面积通过下式计算：

其中，S_min为铜绞线的最小截面积；I_∞为稳态短路电流值；t为短路电流的作用时间；C为铜热稳定系数。

4.根据权利要求1所述的一种组合式超导复合导体，其特征在于，超导带材采用第一代高温超导材料或第二代高温超导材料。

5.根据权利要求1所述的一种组合式超导复合导体，其特征在于，每层超导带层包括若干超导带材，每层超导带层中超导带材数量N_i通过下式计算：

式中，w为带材宽度，R_i为第i导体层的半径，β为超导带材的绕向角。

6.根据权利要求1所述的一种组合式超导复合导体，其特征在于，绝缘层(3)的材质为聚丙烯层压纸、低密度聚乙烯、聚酰亚胺薄膜或电缆纸。

7.根据权利要求1所述的一种组合式超导复合导体，其特征在于，绝缘层(3)的厚度采用公式(4)和(5)计算的结果中的最大值；

t₂＝V×K₁×K₂×K₃/E_lac (4)

其中，t₂为采用交流电压计算得到的绝缘层厚度，V为最高工作相电压，K₁为工频电压老化系数，K₂为温度系数，K₃为裕度系数，E_lac为符合韦伯分布工频击穿电压最低值；

t₃＝V_Bil×l₁×l₂×l₃/E_Limp (5)

其中，t₃为采用冲击电压计算得到的绝缘层厚度，V_Bil为冲击电压水平，l₁为冲击电压老化系数，l₂为冲击电压温度系数，l₃为冲击电压裕度系数，E_limp为符合韦伯分布冲击电压最低值。

8.一种如权利要求1所述的组合式超导复合导体的制备方法，其特征在于，将铜绞线或波纹管制成铜骨架(1)，按照预设的绕制速度、绕向角和绕制节距在铜骨架(1)上的绕制多层超导带材，形成导体层(2)；在导体层(2)上按螺旋方式绕制绝缘层(3)，在绝缘层(3)上安装波纹管形成保护层(4)。